과학연구

공업적규모에서의 탄화규소수염결정의 생산공정 확립

 2020.3.9.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《첨단기술산업은 지식경제의 기둥입니다. 정보산업, 나노산업, 생물산업과 같은 첨단기술산업을 대대적으로 창설하여 나라의 경제발전에서 첨단기술산업이 차지하는 비중과 중추적역할을 높여나가야 합니다.》

탄화규소수염결정에 대한 연구사업을 진행하고 생산조직도 할데 대한 위대한 장군님의 유훈과 새 재료기술을 발전시키고 첨단기술산업을 창설할데 대하여 주신 경애하는 김정은동지의 말씀을 철저히 관철하기 위해서는 우리의 자원과 기술에 의거하여 탄화규소수염결정의 생산공정을 확립하고 여러가지 금속, 사기, 수지복합재료들과 그 응용제품들을 개발하여 새 재료개발산업창설에 이바지하는것이 중요한 요구로 나선다.

탄화규소수염결정은 높은 기계적특성과 화학적안정성으로 하여 리상적인 세기강화제 및 고온, 내부식재료로 그 응용분야가 확대되고있으며 많은 생산업체들이 년간 수십t이상의 수염결정제품을 생산하고있다.

우리는 농업부산물인 벼겨를 원료로 하여 고온탄화법으로 탄화규소수염결정을 련속합성하기 위한 기술공정을 확립하고 그에 기초하여 여러가지 응용제품들을 개발하였다.

벼겨를 리용한 탄화규소수염결정합성은 1 650~1 750℃의 고온에서 벼겨에 존재하는 이산화규소와 탄소가 반응하여 일산화규소기체가 생성되고 이것이 다시 탄소와 반응하여 탄화규소가 생성되는 원리에 기초하고있다.

탄화규소수염결정합성방법에는 대류법과 진공법이 있는데 지금까지 나와있는 방법들은 모두 불련속적인 공정인것으로 하여 그 생산성이 매우 낮다.

이번에 개발된 련속식고온탄화방법은 탄화규소수염결정을 련속공정으로 합성할수 있는것으로 하여 생산성이 매우 높으며 앞으로 공업화를 실현하는데서 매우 우월한 방법으로 된다.


련속식고온탄화법에 의한 탄화규소수염결정의 합성공정
그림1. 련속식고온탄화법에 의한 탄화규소수염결정의 합성공정

분리정제공정을 거친 탄화규소수염결정제품의 순도는 99%이상이며 길이 대 직경비는 50~100, 직경은 수십nm~수백nm이다.

우리는 현재 탄화규소수염결정을 보강재료로 리용하여 늄창부속품의 질을 개선하고 수명을 3배이상 늘이고 내마모성과 내산성이 개선된 탄화규소수염결정강화수지복합재료바킹,탄화규소수염결정강화알루미나복합재료를 원료로 고주파가열체를 제조하기 위한 연구사업을 진행하고 시제품을 개발하였으며 그 성과에 토대하여 절삭공구, 착암공구, 스텔스재료 등 응용분야를 확대하기 위한 연구사업을 진행하고있다.


련속식고온탄화법으로 합성된 탄화규소수염결정의 주사전자현미경(SEM)화상
그림2. 련속식고온탄화법으로 합성된 탄화규소수염결정의 주사전자현미경(SEM)화상